JP2020191230A - 組電池 - Google Patents

Abstract

【課題】金属プレートと電極端子とが異種金属でも、両者の溶接による接続強度の信頼性を高めた低コストの組電池を提供する。【解決手段】隣接する電池セル２の正負の電極端子同士を金属プレート３で接続した組電池１であり、金属プレート３とは異種金属の電極端子２４が挿通する長孔又はバカ孔からなる端子接続孔３２の上方に、端子挿通孔４３を有する異種材接合プレート４が配置される。異種材接合プレート４は、互いに異種金属からなる第１のプレート４１と第２のプレート４２とを積層してなり、第１のプレート４１よりも第２のプレート４２の外径寸法が大きく、第１のプレート４１は、電極端子２４の金属と同一元素系の金属により形成され、電極端子２４に溶接され、第２のプレート４２は、金属プレート３の金属と同一元素系の金属により形成され、金属プレート３に溶接される。【選択図】図２

Description

本発明は、組電池に関する。

組電池は、複数の電池セルを積層し、隣接する電池セルを電気的に接続することにより構成される。例えば、電気自動車やハイブリット車等に使用されるバッテリのように高い出力電圧が必要とされる場合、隣接する電池セルの正極端子と負極端子とを金属プレートによって電気的に接続することにより、複数の電池セルが直列に接続される。

ところで、電池セルには、正負の電極端子が異種金属により形成されるものがある。例えば、リチウムイオン電池セルでは、正極端子はアルミ合金により形成され、負極端子は銅合金により形成される。このような電池セルにより構成される組電池では、金属プレートを例えばアルミ合金とし、各電極端子に対して溶接により接続するようにした場合、金属プレートと負極端子との溶接は異種金属同士の溶接となるため、同種の金属同士を溶接する場合に比べて接続強度の信頼性が低くなるおそれがある。

従来、特許文献１には、金属プレートが、第１の金属板と第２の金属板とを正負の電極端子の間で接合してなるクラッド材により構成される組電池が開示されている。
また、特許文献２には、凹部が形成された第１金属製の電池ケースと、第２金属製の電流取出用リード板と、電池ケース及び電流取出用リード板を接続する接続部材とを備える電池において、接続部材は第１金属と溶接可能な金属を用いてなり、電池ケースの凹部に溶接される第１接続層、及び、第２金属層と溶接可能な金属を用いてなり、電流取出用リード板が溶接され、凹部の開口面積よりも大きい面積を有する第２接続層が積層される電池が開示されている。
更に、特許文献３には、電極組立体のいずれか１つの電極に電気的に連結され、第１金属からなる電極リベットと、第１金属と異なる第２金属からなるリベットターミナルと、電極リベットとリベットターミナルとの間に介在されたクラッドメタルとを含み、クラッドメタルは、内層を取り囲む外層を含み、外層は第２金属からなり、リベットターミナルに溶接され、内層は第１金属からなり、電極リベットに溶接される二次電池が開示されている。

特許第５５２８７４６号公報 特許第５１５７２１４号公報 特許第５３４２５９０号公報

上記従来技術によれば、電気的な接続部位を同種の金属同士とすることができるため、その接続部位を溶接する場合でも、接続強度の信頼性の高い溶接を行うことができる。
しかしながら、金属プレートは、隣り合う正負の電極端子の両方に亘って各電極端子を覆うことができる大きさに形成される必要があり、また、電極端子間に流れる電流値に応じた断面積に設定される必要がある。一般にクラッド材からなる金属プレートは高価であるため、特に電気自動車やハイブリット車等のように高い出力電圧が要求されるような用途では、金属プレートを小さくすることが困難であり、特許文献１に記載のように、金属プレート自体をクラッド材で形成する場合、組電池が高コストとなる問題がある。

また、特許文献２に記載の技術では、溶接時に異種金属からなる接続部品を貫通溶接するため、溶接時に異種金属材が混合してしまうおそれがあり、この点で接続強度の信頼性に問題が残る。しかも、高さ方向に積層した各接続部品に亘って貫通溶接するため、各接続部位の高さ方向の位置ずれを吸収できない問題がある。

更に、特許文献３に記載の技術では、クラッドメタルを電極リベットの外周とリベットターミナルの内周との間に嵌め込むように配置して、そのクラッドメタルの内層と外層の両側面を接合するため、電極リベット、リベットターミナル及びクラッドメタルのそれぞれが隙間なく接している必要があり、それらの接続部位の横方向（ラジアル方向）の位置ずれを吸収することができない問題がある。

そこで、本発明は、金属プレートと電極端子とが異種金属であっても、両者の溶接による接続強度の信頼性を高めることができ、低コストに構成できると共に、接続部位の高さ方向及び横方向の位置ずれを吸収可能な組電池を提供することを目的とする。

（１） 本発明に係る組電池は、正負の電極端子（例えば、後述の正極端子２３、負極端子２４）を有する電池セル（例えば、後述の電池セル２）を複数積層し、隣接する前記電池セルの正負の前記電極端子同士を、前記電極端子がそれぞれ挿通する２つの端子接続孔（例えば、後述の端子接続孔３１，３２）を有する金属プレート（例えば、後述の金属プレート３）で接続することにより、複数の前記電池セルを直列に接続してなる組電池（例えば、後述の組電池１）であって、前記２つの端子接続孔のうちの少なくとも一方（例えば、後述の端子接続孔３２）は、当該端子接続孔を挿通した前記電極端子を前記電池セルの積層方向に移動可能な長孔又はバカ孔からなり、前記長孔又はバカ孔からなる端子接続孔に、正負の前記電極端子のうちの前記金属プレートとは異種金属により形成される前記電極端子（例えば、後述の負極端子２４）が挿通すると共に、当該端子接続孔の上方に、当該端子接続孔を貫通した前記電極端子が挿通する端子挿通孔（例えば、後述の端子挿通孔４３，５３）を有する異種材接合プレート（例えば、後述の異種材接合プレート４，５）が配置され、前記異種材接合プレートは、互いに異種金属からなる第１のプレート（例えば、後述の第１のプレート４１，５１）と第２のプレート（例えば、後述の第２のプレート４２，５２）とを積層してなると共に、前記第１のプレートよりも前記第２のプレートの外径寸法が大きく、前記第１のプレートは、前記端子挿通孔を挿通する前記電極端子を形成する金属と同一元素系の金属により形成され、前記端子挿通孔を挿通する前記電極端子に溶接され、前記第２のプレートは、前記金属プレートを形成する金属と同一元素系の金属により形成され、前記金属プレートに溶接されてなる。

上記（１）によれば、金属プレートと電極端子とが異種金属であっても、金属プレートに高価なクラッド材を使用する必要なく、両者の電気的接続のための溶接部位を同一元素系の金属同士とすることができるため、低コストで、金属プレートと電極端子との間の溶接による接続強度の信頼性を高めることができる。また、異種材接合プレートは、電極端子が挿通した長孔又はバカ孔からなる端子接続孔の上方に配置され、異種材接合プレートに形成された端子挿通孔を挿通することによって金属プレート上に載置されるため、電極端子、金属プレート及び異種材接合プレート間の高さ方向及び横方向の位置ずれも吸収可能であり、組立性も良好である。

（２） （１）に記載の組電池において、前記異種材接合プレートの前記端子挿通孔を挿通する前記電極端子と前記金属プレートとの間に、絶縁部材（例えば、後述の絶縁部材６）が配置されていてもよい。

上記（２）によれば、電極端子と金属プレートとの異種金属同士の接触による電食が防止され、低抵抗な接続状態を長期に亘って維持することができる。

（３） （１）又は（２）に記載の組電池において、前記異種材接合プレートは、前記第１のプレートと前記第２のプレートとを径方向に積層し、前記端子挿通孔を、前記第１のプレートに形成してなるものであってもよい。

上記（３）によれば、異種材接合プレートの厚み方向の寸法が抑制され、第１のプレートと第２のプレートとを積層することができ、電極端子と金属プレートとの電気的な接続をコンパクトに行うことができる。

（４） （３）に記載の組電池において、前記異種材接合プレートは、クラッド管からなるものであってもよい。

上記（４）によれば、厚み方向の寸法が抑制されたコンパクトな異種材接合プレートを容易に構成することができる。クラッド管は、金属プレートに比べて小さくて済むため、コストの上昇も抑えられる。

（５） （１）又は（２）に記載の組電池において、前記異種材接合プレートは、前記第１のプレートと前記第２のプレートとを厚み方向に積層し、前記端子挿通孔を、前記第１のプレートと前記第２のプレートとに亘って形成してなるものであってもよい。

上記（５）によれば、外径寸法の異なる第１のプレートと第２のプレートとを厚み方向に積層するだけで、コンパクトな異種材接合プレートを容易に構成することができる。

（６） （１）〜（５）のいずれかに記載の組電池において、正負の前記電極端子が、それぞれアルミ合金と銅合金であり、前記金属プレートが、アルミ合金であり、前記異種材接合プレートの前記第１のプレートが銅合金であり、前記第２のプレートがアルミ合金であり、前記電池セルが、リチウムイオン電池セルであってもよい。

上記（６）によれば、金属プレートを軽量化及び低コスト化できることにより、組電池の軽量化及び低コスト化を図ることができる。また、第２のプレートに比べて溶接長が短くなる第１のプレートに、第２のプレートのアルミ合金よりも強度（引張強度）の高い銅合金を用いることで、金属プレートと電極端子との接続強度の信頼性をより向上させることができる。更に、銅合金は電気抵抗と熱伝導性も良好であるため、第１のプレートに銅合金を用いることで、局部的な発熱及び温度上昇が抑制され、導通性能も更に向上する。

（７） （１）〜（５）のいずれかに記載の組電池において、前記第１のプレートの引張強度は、前記第２のプレートの引張強度よりも大きいものであってもよい。

上記（７）によれば、溶接長が短い第１のプレートの強度が大きくなり、接続強度の信頼性を更に向上させることができる。

（８） （１）〜（５）のいずれかに記載の組電池において、前記金属プレートは、正負の前記電極端子の少なくとも一方を形成する金属よりも密度の小さい金属により形成されてもよい。

上記（８）によれば、金属プレートを軽量化及び低コスト化できることにより、組電池の軽量化及び低コスト化を図ることができる。

本発明によれば、金属プレートと電極端子とが異種金属であっても、両者の溶接による接続強度の信頼性を高めることが、低コストに構成できると共に、接続部位の高さ方向及び横方向の位置ずれを吸収可能な組電池を提供することができる。

第１実施形態に係る組電池を示す斜視図である。 第１実施形態に係る組電池における隣接する２つの電池セルを示す分解斜視図である。 隣接する２つの電池セルにおける一方の電極端子同士の接続部位を拡大して示す平面図である。 図３中のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 第１実施形態における異種材接合プレートの縦断面図である。 第２実施形態に係る組電池における隣接する２つの電池セルを示す分解斜視図である。 隣接する２つの電池セルにおける一方の電極端子同士の接続部位を拡大して示す平面図である。 図７中のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 第２実施形態における異種材接合プレートの縦断面図である。

以下、本開示の組電池の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る組電池を示す斜視図である。図２は、第１実施形態に係る組電池における隣接する２つの電池セルを示す分解斜視図である。図３は、隣接する２つの電池セルにおける一方の電極端子同士の接続部位を拡大して示す平面図である。図４は、図３中のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図５は、第１実施形態における異種材接合プレートの縦断面図である。
組電池１は、複数の電池セル２を一方向（図中のＸ方向）に沿って積層することにより構成される。

電池セル２は、アルミ合金等の金属材により有底の箱型容器からなるセル缶２１の内部に、正極及び負極の各電極材料（図示せず）を電解液（図示せず）と共に収納し、上面をアルミ合金等の金属材からなる封口体２２で封止することにより構成される。封口体１１には、セル缶２１内の正極材料に接続される正極端子２３と、セル缶２１内の負極材料に接続される負極端子２４との一対の電極端子が、電池セル２の積層方向（Ｘ方向）と直交する方向に離間して突出して設けられている。

正極端子２３と負極端子２４とは異種金属により形成される。本実施形態では、電池セル２がリチウムイオン電池セルである場合を示しており、正極端子２３はアルミ合金により形成され、負極端子２４は銅合金により形成されている。

組電池１を構成する各電池セル２は、正極端子２３及び負極端子２４が設けられた面を同一面とすると共に、電池セル２の積層方向に沿って正極端子２３と負極端子２４とが交互に配置されるように配向される。そして、隣接する電池セル２，２の正極端子２３と負極端子２４とが、金属プレート３によって電気的に接続されることにより、組電池１を構成する複数の電池セル２が直列に接続されている。

なお、一般に組電池１は、複数積層した電池セル２の積層方向の両端面にそれぞれエンドプレートが配置されると共に、積層状態の電池セル２を圧縮した状態で、両エンドプレートをバインドバーによって一体に拘束することにより構成されるが、図１では、エンドプレート及びバインドバーの図示を省略している。また、組電池１を構成する電池セル２の数は、図示する数に限定されない。

金属プレート３は、隣接する電池セル２，２の正極端子２３と負極端子２４とに亘る長さ及び大きさを有する。隣接する電池セル２，２間で発生する振動や膨張時の変位を吸収できるようにするために、金属プレート３の長さ方向の略中央部は、上方に湾曲形成された湾曲部３３を有している。金属プレート３の両端部には、正極端子２３及び負極端子２４がそれぞれ挿通する貫通孔からなる端子接続孔３１，３２が形成されている。本実施形態において、金属プレート３の一方の端子接続孔３１には、隣接する２つの電池セル２，２のうちの一方の電池セル２の正極端子２３が挿通し、他方の端子接続孔３２には、隣接する２つの電池セル２，２のうちの他方の電池セル２の負極端子２４が挿通している。

金属プレート３は、正極端子２３と負極端子２４とのいずれか一方を形成する金属と同一元素系の金属により形成される。具体的には、本実施形態の金属プレート３は、正極端子２３と同じアルミ合金により形成されている。即ち、金属プレート３と正極端子２３とは、同一元素系の金属同士となるが、金属プレート３と負極端子２４とは、異なる元素系の金属同士となる。金属プレート３を、負極端子２４を形成する銅合金に比べて密度の小さいアルミ合金とすることにより、組電池１の軽量化と低コスト化を図ることができる。

金属プレート３の２つの端子接続孔３１，３２のうちの少なくとも一方は、長孔又はバカ孔により形成されている。長孔は、電池セル２の積層方向に直交する幅が正極端子２３又は負極端子２４の外径にほぼ等しく、電池セル２の積層方向に沿う長さが正極端子２３又は負極端子２４の外径よりも大きい孔である。バカ孔は、正極端子２３又は負極端子２４の外径よりも大きい内径を有する孔である。長孔及びバカ孔のいずれも正極端子２３又は負極端子２４の外径よりも大きいため、長孔又はバカ孔からなる端子接続孔３１，３２に挿通した正極端子２３又は負極端子２４は、電池セル２の積層方向に移動可能である。本実施形態では、負極端子２４が挿通する端子接続孔３２が、負極端子２４の外径よりも大きな長孔又はバカ孔とされている。これにより、金属プレート３で電気的に接続される正極端子２３と負極端子２４との間の横方向の距離のばらつきや、金属プレート３の２つの端子接続孔３１，３２間の横方向の距離のばらつきを吸収できるようになっている。

本実施形態の金属プレート３において、正極端子２３が挿通する端子接続孔３１は、正極端子２３の外径とほぼ同一径とされる。図３及び図４に示すように、金属プレート３の端子接続孔３１の内周と正極端子２３の外周との接触部に沿ってレーザ溶接されることにより、溶接部Ｗ１が形成される。この溶接部Ｗ１は、アルミ合金（正極端子２３）とアルミ合金（金属プレート３）との同一元素系の金属同士による溶接部であるため、接続強度の信頼性の高い良好な接続状態を形成することができる。

金属プレート３の２つの端子接続孔３１，３２のうちの一方（本実施形態では端子接続孔３２）の上方に、異種金属の関係となる負極端子２４と金属プレート３とを電気的に接続するための異種材接合プレート４が配置される。異種材接合プレート４は、第１のプレート４１と第２のプレート４２との少なくとも２枚の異種金属からなるプレートが積層されることにより構成される。本実施形態において、第１のプレート４１は、負極端子２４と同一の元素系の金属により形成され、第２のプレート４２は、金属プレート３と同一の元素系の金属により形成される。具体的には、本実施形態において、第１のプレート４１は銅合金であり、第２のプレート４２はアルミ合金である。

第１のプレート４１と第２のプレート４２とは外径寸法が異なっており、第２のプレート４２の方が、第１のプレート４１よりも外径寸法が大きい。本実施形態の異種材接合プレート４は、第２のプレート４２が外径側となるように、第１のプレート４１と第２のプレート４２とが径方向に積層されており、内径側の第１のプレート４１の外周を環状の第２のプレート４２が取り囲むように配置されている。これにより、異種材接合プレート４の厚み方向の寸法を抑制しつつ、第１のプレート４１と第２のプレート４２とを積層することができる。

異種材接合プレート４において、内径側に配置される第１のプレート４１の中央部には、金属プレート３の端子接続孔３２を貫通した負極端子２４が挿通する端子挿通孔４３が形成されている。端子挿通孔４３は、負極端子２４において端子挿通孔４３を挿通する部位の外径とほぼ同一径とされる。負極端子２４は、端子挿通孔４３を貫通している。このため、負極端子２４は、正極端子２３よりも、異種材接合プレート４の厚みに相当する分だけ、上方への突出高さが高くなるように形成されている。

図５に示すように、第１のプレート４１と第２のプレート４２とは、両プレート４１，４２の境界部４４が導通状態となるように、予め接合されている。このような異種材接合プレート４は、第１のプレート４１と第２のプレート４２とを、拡散接合、超音波接合等の適宜の方法によって接合することにより形成することもできるが、クラッド管により構成してもよい。本実施形態の場合では、内径側の第１のプレート４１を銅合金とし、外径側の第２のプレート４２をアルミ合金としたクラッド管により異種材接合プレート４を構成することで、厚み方向の寸法が抑制されたコンパクトな異種材接合プレート４を容易に構成することができる。クラッド管は、金属プレート３の大きさに比べて遥かに小さくて済むため、異種材接合プレート４としてクラッド管を使用しても、コストの上昇は抑えられる。

なお、図１〜図３に示すように、本実施形態の第１のプレート４１及び第２のプレート４２の外形形状はいずれも外径に比べて厚みが十分に小さい環状の円板状に形成され、同芯状となるように径方向に積層されているが、第１のプレート４１及び第２のプレート４２の外形形状はこれに限定されない。

異種材接合プレート４は、金属プレート３の端子接続孔３２を貫通する負極端子２４を端子挿通孔４３に挿通させることにより、図４に示すように、端子接続孔３２の周囲の金属プレート３の上面に載置される。そして、図３及び図４に示すように、内径側の第１のプレート４１の端子挿通孔４３の内周と負極端子２４の外周との接触部に沿ってレーザ溶接されることにより、溶接部Ｗ２が形成される。また、外径側の第２のプレート４２の外周と金属プレート３との接触部に沿ってレーザ溶接されることにより、溶接部Ｗ３が形成される。溶接部Ｗ２は、銅合金（負極端子２４）と銅合金（第１のプレート４１）との同一元素系の金属同士による溶接部であり、溶接部Ｗ３は、アルミ合金（金属プレート３）とアルミ合金（第２のプレート４２）との同一元素系の金属同士による溶接部であるため、いずれの溶接部Ｗ２，Ｗ３も同一元素系の金属同士の溶接部となり、異種金属材が混ざり合うおそれもなく、金属プレート３と正極端子２３及び負極端子２４との間の溶接による接続強度の信頼性を高めることができる。しかも、金属プレート３に高価なクラッド材を用いる必要もないため、組電池１を低コストに構成することができる。

異種材接合プレート４は、負極端子２４が挿通した長孔又はバカ孔からなる端子接続孔３２の上方に配置され、異種材接合プレート４に形成された端子挿通孔４３を挿通することによって金属プレート３上に載置されるため、金属プレート３と異種材接合プレート４との間に高さ方向及び横方向の位置ずれが発生していても、その位置ずれを容易に吸収することができ、組電池１の組立性も良好となる。

また、本実施形態の異種材接合プレート４は、第１のプレート４１と第２のプレート４２とを径方向に積層することに構成されるため、異種材接合プレート４の厚み方向の寸法が抑制され、負極端子２４と金属プレート３との電気的な接続をコンパクトに行うことができる。しかも、異種材接合プレート４と金属プレート３及び負極端子２４との間の各溶接部Ｗ２，Ｗ３間の距離を大きくとることができるため、溶接部Ｗ２，Ｗ３間の短絡のおそれも回避できる。

なお、一般に、銅合金とアルミ合金との引張強度を比較した場合、銅合金の方がアルミ合金に比べて高いため、本実施形態の異種材接合プレート４のように、第２のプレート４２に比べて溶接長が短くなる第１のプレート４１に銅合金を用いることで、金属プレート３と正極端子２３及び負極端子２４との間の接続強度の信頼性をより向上させることができる。しかも、銅合金は電気抵抗と熱伝導性も良好であるため、第１のプレート４１に銅合金を用いることで、局部的な発熱及び温度上昇が抑制され、導通性能も更に向上する。このような金属プレート３、異種材接合プレート４、正極端子２３及び負極端子２４のそれぞれの金属の組み合わせは、組電池１を構成する電池セル２としてリチウムイオン電池セルを使用した場合に最も適している。

［第２実施形態］
図６は、第２実施形態に係る組電池における隣接する２つの電池セルを示す分解斜視図である。図７は、隣接する２つの電池セルにおける一方の電極端子同士の接続部位を拡大して示す平面図である。図８は、図７中のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図９は、第２実施形態における異種材接合プレートの縦断面図である。
第２実施形態に係る組電池１０において、第１実施形態に係る組電池１と同一符号の部位は同一構成の部位を示すため、それらの説明は第１実施形態における説明を援用し、以下では省略する。また、第２実施形態においても、電池セル２は、第１実施形態と同様に、正極端子２３がアルミ合金により形成され、負極端子２４が銅合金により形成されるリチウムイオン電池セルである場合を示す。

本実施形態において、金属プレート３の２つの端子接続孔３１，３２のうちの一方（本実施形態では端子接続孔３２）の上方に配置される異種材接合プレート５の構成が、第１実施形態の異種材接合プレート４の構成と相違している。即ち、異種材接合プレート５は、第１のプレート５１と、第１のプレート５１よりも外径寸法が大きい第２のプレート５２との少なくとも２枚の異種金属からなるプレートが積層されることにより構成される点、及び、第１のプレート５１が、負極端子２４と同一の元素系の金属、具体的には銅合金により形成され、第２のプレート５２が、金属プレート３と同一の元素系の金属、具体的にはアルミ合金により形成される点で、それぞれ第１実施形態における異種材接合プレート４と共通する。しかし、本実施形態の異種材接合プレート５は、第１のプレート５１と第２のプレート５２とが厚み方向に積層されている点で、第１実施形態における異種材接合プレート４と相違する。

具体的には、異種材接合プレート５は、第２のプレート５２の上面に第１のプレート５１が積層され、第１のプレート５１と第２のプレート５２との間が導通状態となるように、拡散接合、超音波接合等の適宜の方法によって予め接合されている。第２のプレート５２の外径寸法は、第１のプレート５１の外径寸法よりも大きいため、図７に示すように、異種材接合プレート５を第１のプレート５１の側から観察した場合、第１のプレート５１の径方向外側に第２のプレート５２がはみ出すように配置される。

異種材接合プレート５の中央部に配置される端子挿通孔５３は、第１のプレート５１と第２のプレート５２とを貫通するように形成される。具体的には、端子挿通孔５３は、図９に示すように、第１のプレート５１に形成される第１の挿通孔５３ａと、第２のプレート５２に形成される第２の挿通孔５３ｂとが連通することにより構成される。第１の挿通孔５３ａは、負極端子２４において端子挿通孔５３を挿通する部位の外径とほぼ同一径とされる。一方、第２の挿通孔５３ｂは、第１のプレート５１の外径よりも小径であるが、第１の挿通孔５３ａよりも大径に形成され、金属プレート３の端子接続孔３２とほぼ同程度の径を有している。

なお、図６及び図７に示すように、本実施形態の第１のプレート５１及び第２のプレート５２の外形形状も環状の円板状に形成され、同芯状となるように厚み方向に積層されているが、異種材接合プレート５の第１のプレート５１及び第２のプレート５２の外形形状もこれに限定されない。

異種材接合プレート５は、金属プレート３の端子接続孔３２を貫通する負極端子２４を端子挿通孔５３に挿通させることにより、図８に示すように、第２のプレート５２が金属プレート３に接するように下方に配置され、第１のプレート５１が上方に配置されるようにして、端子接続孔３２の周囲の金属プレート３の上に載置される。そして、図７及び図８に示すように、第１のプレート５１の端子挿通孔５３（第１の挿通孔５３ａ）の内周と負極端子２４の外周との接触部に沿ってレーザ溶接されることにより、溶接部Ｗ２が形成される。また、第２のプレート５２の外周と金属プレート３との接触部に沿ってレーザ溶接されることにより、溶接部Ｗ３が形成される。溶接部Ｗ２は、銅合金（負極端子２４）と銅合金（第１のプレート５１）との同一元素系の金属同士による溶接部であり、溶接部Ｗ３は、アルミ合金（金属プレート３）とアルミ合金（第２のプレート５２）との同一元素系の金属同士による溶接部であるため、いずれの溶接部Ｗ２，Ｗ３も同一元素系の金属同士の溶接部となり、異種金属材が混ざり合うおそれもなく、金属プレート３と正極端子２３及び負極端子２４との間の溶接による接続強度の信頼性を高めることができる。しかも、金属プレート３に高価なクラッド材を用いる必要もないため、組電池１を低コストに構成することができる。

従って、第２実施形態に係る組電池１によれば、金属プレート３に高価なクラッド材を使用することなく、異種材接合プレート５によって、金属プレート３と正極端子２３及び負極端子２４との間の電気的接続のための溶接部Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３を、いずれも同一元素系の金属同士で構成することができるため、低コストで、金属プレート３と正極端子２３及び負極端子２４との間の溶接による接続強度の信頼性を高めることができる等、第１実施形態と同様の効果が得られる。

図８に示すように、異種材接合プレート５の端子挿通孔５３を挿通する負極端子２４と金属プレート３との間には、樹脂等の絶縁材料からなる絶縁部材６が配置されている。絶縁部材６は、金属プレート３の端子接続孔３２の内周面と、この端子接続孔３２内に挿通する負極端子２４の外周面との間から金属プレート３の下面に亘って設けられており、負極端子２４と金属プレート３との間が絶縁され、両者の直接的な接触が防止されている。このため、負極端子２４と金属プレート３との異種金属同士の接触による電食が防止され、低抵抗な接続状態を長期に亘って維持することができる。

なお、図８に示す絶縁部材６の上端は、異種材接合プレート５の端子挿通孔５３内に差し掛からないように形成されているが、異種材接合プレート５における第２のプレート５２の第２の挿通孔５３ｂの内周面と負極端子２４の外周面との間にまで延びていてもよい。また、このような絶縁部材６は、第１実施形態における負極端子２４と金属プレート３との間にも同様に適用することができる。

［その他の実施形態］
以上の各実施形態に係る組電池１では、電池セル２の正極端子２３をアルミ合金とし、負極端子２４を銅合金とし、金属プレート３をアルミ合金としたが、組電池１は、金属プレート３と、正極端子２３と負極端子２４とのうちの少なくとも一方とが異種金属により形成されるものであればよく、このようなアルミ合金と銅合金との組み合わせに限定されない。

異種材接合プレート４，５の第１のプレート４１，５１及び第２のプレート４２，５２としてアルミ合金と銅合金以外の元素系の金属材を使用する場合においても、第１のプレート４１，５１の引張強度は、第２のプレート４２，５２の引張強度よりも大きいものであることが好ましい。これにより、相対的に溶接長が短い第１のプレート４１，５１の強度が大きくできるため、接続強度の信頼性を更に向上させることができる。

また、金属プレート３は、正極端子２３と負極端子２４とのうちの少なくとも一方を形成する金属よりも密度の小さい金属により形成することにより、組電池１の軽量化及び低コスト化を図ることができる。

１ 組電池
２ 電池セル
２３ 正極端子（電極端子）
２４ 負極端子（電極端子）
３ 金属プレート
３１，３２ 端子接続孔
４，５ 異種材接合プレート
４１，５１ 第１のプレート
４２，５２ 第２のプレート
４３，５３ 端子挿通孔
６ 絶縁部材

Claims (8)

1. 正負の電極端子を有する電池セルを複数積層し、隣接する前記電池セルの正負の前記電極端子同士を、前記電極端子がそれぞれ挿通する２つの端子接続孔を有する金属プレートで接続することにより、複数の前記電池セルを直列に接続してなる組電池であって、
   前記２つの端子接続孔のうちの少なくとも一方は、当該端子接続孔を挿通した前記電極端子を前記電池セルの積層方向に移動可能な長孔又はバカ孔からなり、
   前記長孔又はバカ孔からなる端子接続孔に、正負の前記電極端子のうちの前記金属プレートとは異種金属により形成される前記電極端子が挿通すると共に、当該端子接続孔の上方に、当該端子接続孔を貫通した前記電極端子が挿通する端子挿通孔を有する異種材接合プレートが配置され、
   前記異種材接合プレートは、互いに異種金属からなる第１のプレートと第２のプレートとを積層してなると共に、前記第１のプレートよりも前記第２のプレートの外径寸法が大きく、
   前記第１のプレートは、前記端子挿通孔を挿通する前記電極端子を形成する金属と同一元素系の金属により形成され、前記端子挿通孔を挿通する前記電極端子に溶接され、
   前記第２のプレートは、前記金属プレートを形成する金属と同一元素系の金属により形成され、前記金属プレートに溶接されてなる、組電池。
2. 前記異種材接合プレートの前記端子挿通孔を挿通する前記電極端子と前記金属プレートとの間に、絶縁部材が配置されている、請求項１に記載の組電池。
3. 前記異種材接合プレートは、前記第１のプレートと前記第２のプレートとを径方向に積層し、前記端子挿通孔を、前記第１のプレートに形成してなる、請求項１又は２に記載の組電池。
4. 前記異種材接合プレートは、クラッド管からなる、請求項３に記載の組電池。
5. 前記異種材接合プレートは、前記第１のプレートと前記第２のプレートとを厚み方向に積層し、前記端子挿通孔を、前記第１のプレートと前記第２のプレートとに亘って形成してなる、請求項１又は２に記載の組電池。
6. 正負の前記電極端子が、それぞれアルミ合金と銅合金であり、
   前記金属プレートが、アルミ合金であり、
   前記異種材接合プレートの前記第１のプレートが銅合金であり、前記第２のプレートがアルミ合金であり、
   前記電池セルが、リチウムイオン電池セルである、請求項１〜５のいずれか１項に記載の組電池。
7. 前記第１のプレートの引張強度は、前記第２のプレートの引張強度よりも大きい、請求項１〜５のいずれか１項に記載の組電池。
8. 前記金属プレートは、正負の前記電極端子の少なくとも一方を形成する金属よりも密度の小さい金属により形成される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の組電池。

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